苯酚的磺化反应定位
1、首先苯酚是临对为定位基,只能选择临位和对位,由于磺化是亲电取代,所以进攻临位可直接在-OH位置上形成C+离子,中间体稳定。对位也可通过共振形成上述离子,而且空间阻碍小,所以是热力学稳定产物,高温优先生成这个 2、因为高温下,其他活性部位都可以反应,不过合成时可以通过控制条件使它只取代对位 3、磺化反应是亲电反应,所以需要有正离子进攻,极性溶剂溶剂化作用增加了正离子以及C+离子中间体的稳定性,所以容易,非极性则相反
苯酚的化学性质(1)苯酚的弱酸性,是苯环上相连羟基的性质,而羟基不仅是苯酚的特征官能团,它还是醇的特征官能团。①实验与解析:表1 苯酚化学性质实验现象与问题解析实验步骤现象问题解析试管中取少许苯酚加热熔化后,加入少许金属钠有气体产生经点燃有轻微的爆鸣声苯酚可和金属钠反应放出H2试管中取少量苯酚浑浊液逐滴加入NaOH苯酚溶液最后变为澄清透明苯酚可与强碱NaOH反应显弱酸性生成苯酚钠在上述澄清苯酚钠溶液中缓慢通入CO2澄清溶液又复变为浑浊通入CO2生成H2CO3比苯酚酸性强又析出苯酚使溶液变浑在上述浑浊溶液中再滴加NaOH浑浊液又变澄清上述实验生成的苯酚又和NaOH作用生成苯酚钠②列表比较:表2 乙醇和苯酚的比较 乙醇苯酚结构简式C2H5—OH特征官能团—OH烃基—C2H5(乙基)化学性质相同点均可和金属钠反应放出氢气2C2H5OH+2Na===2C2H5ONa+H2↑ 不同点羟基不显酸性羟基上的氢原子可微弱电离显弱酸性和碱不反应和NaOH作用生成苯酚钠乙醇钠不和CO2反应CO2通入苯酚钠溶液又析出苯酚 ③小结:由于乙醇和苯酚均具有相同的官能团——羟基,因而有相同化学性质的一面;但乙醇上的羟基不显酸性,而苯酚羟基上的氢原子比较活泼,可发生极微弱电离而显弱酸性(酸性极弱而不能使石蕊试剂变色),它们又具有不同化学性质的一面。十分明显,这是由于两种化合物中羟基相连的烃基不同,影响了羟基上的氢原子活泼性也不同。通过上述实验与比较,可以明显看出:苯酚、碳酸、乙醇其酸性大小的顺序应是:H2CO3>>C2H5OH(中性) (2)苯酚的取代反应,发生在苯环上。可采用先复习苯的取代反应,然后讲授苯酚取代反应,最后列表总结。也可采用边比较边讲解列表的方法以使学生的知识达到巩固加深、系统化的目的。①苯酚与苯取代反应的比较:表3 苯酚与苯取代反应的比较 苯酚苯反应物溴水和苯酚溶液液溴和纯苯反应条件不用催化剂以少量Fe粉作催化剂不加热初始微热或不加热取代苯环上氢原子多少一次反应可取代苯基上三个氢原子一般情况取代苯环上一个氢原子反应速度瞬时完成初始缓慢后来速度加快反应装置试管中反应烧瓶中反应,长导管兼作冷凝之用②小结:在苯酚与溴的取代反应中,由反应物浓度、反应条件、取代氢原子多少、反应速度可知:苯酚比苯的取代反应容易进行得多,这是由于苯酚中苯环上连接的羟基能使苯基上的氢原子更加活泼,促使苯基上所发生取代反应更容易进行的必然结果。总结:通过上面两个苯酚化学性质的学习,可知在苯酚的分子中,苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子促使其较易电离,显示了比醇中羟基上的氢原子有较明显的酸性;而羟基则反过来能影响与其相连的苯基上的氢原子更活泼、更容易发生取代反应。这是分子中官能团相互影响,相互制约的有力证明,它们是矛盾的又是统一的,二者存在于同一物质之中。(3)苯酚和FeCl3溶液的显色反应(略)。
CH2O+H2O=HOCH2OH,即甲二醇;
反应时,苯酚的邻位或对位的活性氢与甲二醇的羟基进行脱水反应,-CH2OH接到苯酚环上去的;
接着,活泼的苯酚环上的另一个活性氢也发生同样的反应;
苯酚环上的-CH2OH中的-OH接着会与另一个苯酚环上的活性氢反应,这样就将2个苯酚环连接起来;
因为存在邻位和对位的可能,具体根据反应条件,哪个位置连接的更多,形成体型结构,达到一定程度,就不溶于水了,更大时回成固体状。
硝基是第二类,钝化苯环并且是间位。
羟基是给电子基,增大了苯环的电子云密度,从而使得亲电试剂的活性增大,所以是活化苯环。而硝基是吸电子基,降低苯环的电子云密度,所以钝化苯环。
醛类:苯环上连两个羟基,再连一个醛基。(这个形式较多)
苯酚有间位取代基,但由于间位不如邻,对位活泼,所以在与浓溴水等反应时,看作不反应。
苯酚与三种物质都反应:
1、与酸性高锰酸钾溶液作用,紫红色退为粉红色。(苯酚被氧化为対苯醌)
2、与浓溴水作用,产生白色沉淀。
甲苯的情况比较复杂:
苯的同系物都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,显示了取代基对苯环性质的影响。
甲苯与溴只有两种情况才反应
1、与液溴在铁或者溴化铁的作用下,发生取代,位置时甲基的邻对位上
2、与液溴在加热的时候(500度)发生(自由基)取代,位置在甲基上
这两种情况的反应原理都是不能有水存在(高中只记结论,不要求原理)
所以溴水中不可能发生反应,而其溴在有机溶剂中溶解度比较大,所以来到苯中,形成萃取的现象。